Elkészült a kutyaagy szaglási kapcsolathálózatának térképe
Az ELTE etológusainak új agyi képalkotó vizsgálata alapján az életkor és az agy alakja befolyásolja, hogy a szaglással kapcsolatos agyi régiók milyen erősen kapcsolódnak egymáshoz. A kutatók nyugalmi állapotú fMRI-t alkalmaztak éber kutyákon a szaglás úgynevezett funkcionális konnektivitásának feltérképezésére. A Scientific Reports című folyóiratban megjelent tanulmány az első olyan vizsgálat, amely ezt a hálózatot kutyáknál vizsgálja, és azt, hogy hogyan függ össze az egyéni jellemzőkkel.
Az emberek régóta támaszkodnak a kutyák szaglására, de meglepően keveset tudunk arról, hogy a kutyák agya hogyan dolgozza fel a szaglási információkat.“Számos viselkedési tanulmány kimutatta, hogy az egyéni különbségek befolyásolják, mennyire jó szimatúak a kutyák” - mondja Asami Nakaimuki, az ELTE Eötvös Loránd Tudományegyetem Etológia Tanszékének PhD-hallgatója – “de azt nem tudjuk, hogy az egyéni különbségek az agyi hálózatban is tükröződnek-e”.
A kutatók először a szaglásban részt vevő agyi régiók funkcionális kapcsolathálózatát írták le egy speciális technikával, az úgynevezett nyugalmi fMRI-vel, amelyben a kutyák nem csináltak semmit, csak mozdulatlanul feküdtek 8 percig. A vizsgálatot megnehezíti, hogy a kutyáknak változatos formájú agya van, az orrhosszuktól, fejformájuktól függően hosszúkásabb vagy gömbölyűbb az agyuk. A hálózat részben megfelelt a korábban ismertetett anatómiai konnektivitásnak. Viszont az eredmények azt mutatták, hogy a fiatalabb és a hosszúkásabb agyú kutyáknak erősebb funkcionális kapcsolatai voltak a szagló régiókban, mint az idősebb és a gömbölyűbb agyú, tehát rövidebb orrú kutyáknak. A két ivar között nem voltak különbségek.
Az ELTE etológusainak új agyi képalkotó vizsgálata alapján az életkor és az agy alakja befolyásolja, hogy a szaglással kapcsolatos agyi régiók milyen erősen kapcsolódnak egymáshoz. A kutatók nyugalmi állapotú fMRI-t alkalmaztak éber kutyákon a szaglás úgynevezett funkcionális konnektivitásának feltérképezésére. A Scientific Reports című folyóiratban megjelent tanulmány az első olyan vizsgálat, amely ezt a hálózatot kutyáknál vizsgálja, és azt, hogy hogyan függ össze az egyéni jellemzőkkel.
Az emberek régóta támaszkodnak a kutyák szaglására, de meglepően keveset tudunk arról, hogy a kutyák agya hogyan dolgozza fel a szaglási információkat.“Számos viselkedési tanulmány kimutatta, hogy az egyéni különbségek befolyásolják, mennyire jó szimatúak a kutyák” - mondja Asami Nakaimuki, az ELTE Eötvös Loránd Tudományegyetem Etológia Tanszékének PhD-hallgatója – “de azt nem tudjuk, hogy az egyéni különbségek az agyi hálózatban is tükröződnek-e”.
A kutatók először a szaglásban részt vevő agyi régiók funkcionális kapcsolathálózatát írták le egy speciális technikával, az úgynevezett nyugalmi fMRI-vel, amelyben a kutyák nem csináltak semmit, csak mozdulatlanul feküdtek 8 percig. A vizsgálatot megnehezíti, hogy a kutyáknak változatos formájú agya van, az orrhosszuktól, fejformájuktól függően hosszúkásabb vagy gömbölyűbb az agyuk. A hálózat részben megfelelt a korábban ismertetett anatómiai konnektivitásnak. Viszont az eredmények azt mutatták, hogy a fiatalabb és a hosszúkásabb agyú kutyáknak erősebb funkcionális kapcsolatai voltak a szagló régiókban, mint az idősebb és a gömbölyűbb agyú, tehát rövidebb orrú kutyáknak. A két ivar között nem voltak különbségek.
“Ez egyezik a viselkedéskutatás korábbi eredményeivel” - magyarázza Andics Attila, az MTA Nemzeti Agykutatási Program kutyák szaglásával foglalkozó csoportjának egyik vezetője. “Az emberekhez hasonlóan a kutyák szaglásérzékenysége is csökken az életkor előrehaladtával. Eredményeink alátámasztják azt is, hogy a rövidebb fejű kutyák rosszabbul teljesítenek a szaglóteszteken.”
Érdekes módon a kutatócsoport különösen erős kommunikációt talált a két agyfélteke szaglási agyi régiói között. Ez rágcsálókra és még a szaglás nélkül született emberekre is jellemző. “Ez lehet az emlősök agyának alapbeállítása” - mondja Nakaimuki.
“A kutyák híresek a jó orrukról, és most már azt is tudjuk, hogy nem mindegy, mennyire hosszú ez az orr. Nem csak a szaglóhám méretére, hanem az agy formájára és így a szaglással kapcsolatos agyi régiók közötti kommunikációra is hat” - összegzi Kubinyi Enikő, az ELTE Etológia Tanszékének vezetője. “A következő lépés az, hogy megnézzük, mi történik ezekkel a hálózatokkal, ha a kutyaorr feladatot kap, vagyis valamilyen szaggal találkozik.”
Eredeti közlemény: Nakaimuki, A., Paska, B, Cuaya, L. V., Hernández-Pérez, R., Czeibert, K., Szabó, D., Kubinyi, E., Andics, A. (2025) Dogs' olfactory resting-state functional connectivity is modulated by age and brain shape. Scientific Reports https://doi.org/10.1038/s41598-025-95123-6
A kutatást az MTA Nemzeti Agykutatási Program (NAP 3.0), az Európai Unió Horizont 2020 kutatási és innovációs programja keretében az Európai Kutatási Tanács (ERC), az MTA-ELTE „Lendület/Momentum” Társállat utatócsoport, a Stipendium Hungaricum ösztöndíjprogram, az Osztrák Tudományos Alap (ETKA) és az Eötvös Loránd Tudományegyetem támogatta. A sajtóközlemény megjelenését az NKFIH Mecenatúra programja támogatta.
Borítókép: Grzegorz Eliasiewicz
***
Study reveals how age and head shape affect dogs' olfactory brain networks
A new brain imaging study from the ELTE NAP Canine Brain Research group has revealed that age and brain shape affect how strongly olfactory brain regions are connected. The researchers used resting-state fMRI on awake dogs to map olfactory functional connectivity. Published in Scientific Reports, this study marks the first exploration of this network in dogs and how it relates to individual characteristics.
Humans have long depended on dogs’ sense of smell, but we know surprisingly little about how dogs’ brains support it. “Many behavioral studies have shown that individual differences influence how much good sniffers dogs are,” says lead author Asami Nakaimuki, PhD student at the Department of Ethology, ELTE Eötvös Loránd University, “but we do not know if individual differences are also reflected in the brain network.”
The researchers first described a functional connectivity network across olfactory brain regions, using a special technique called resting-state fMRI, in which dogs did not do anything, just lay still for 8 minutes. The network partially corresponded with the previously reported anatomical connectivity. Their results showed that younger dogs and those with more elongated brains had stronger functional connectivities in olfactory regions than older dogs and those with rounder-shaped brains. There were no differences between males and females. “This matches previous findings from behavioral research,” explains senior author Attila Andics, co-PI of the ELTE NAP Canine Brain Research Group. “Just like humans, dogs’ smell sensitivity fades with age. Our results also support claims that long-headed dogs perform better in smell tests.”
Interestingly, the team also found particularly strong communication between the left and right sides of the same olfactory brain regions – a pattern seen in rodents and even in people born without a sense of smell. “This might be the default setting in the mammalian brain,” says Nakaimuki.
“Dogs are famous for their good noses, and now we know that the length of the nose, and relatedly, the shape of the brain also matters,” summarizes Enikő Kubinyi, head of the Department of Ethology at Eötvös Loránd University. “Nose length affects not only the size of the olfactory epithelium but also the shape of the brain and the communication between brain regions involved in the sense of smell. The next step is to examine what happens to these networks when the dog's nose is put to work—that is, when it encounters a scent.”
Original study: Nakaimuki, A., Paska, B, Cuaya, L. V., Hernández-Pérez, R., Czeibert, K., Szabó, D., Kubinyi, E., Andics, A. (2025) Dogs' olfactory resting-state functional connectivity is modulated by age and brain shape. Scientific Reports. https://doi.org/10.1038/s41598-025-95123-6
This research was funded by the National Brain Programme 3.0, the European Research Council (ERC) under the European Union's Horizon 2020 research and innovation programme, the Hungarian Academy of Sciences via a grant to the MTA-ELTE 'Lendület/Momentum' Companion Animal Research Group, the Stipendium Hungaricum scholarship program, the Austrian Science Fund (FWF), and Eötvös Loránd University. The publication of the press release was supported by the NKFIH Mecenatúra Programme.
Cover: Grzegorz Eliasiewicz
